CN103929714A - 区域范围内大型移动设备防碰撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区域范围内大型移动设备防碰撞装置，其特征在于：该装置包括基准站、n个(n≥2)移动站、交换机和上位机；所述的基准站安装固定在已知经纬度坐标处的一个GPS节点，所述的移动站安装固定在在堆料机或取料机大臂头部和尾部的GPS节点，且随大机一起运动；所述的交换机用于连接所述的基准站、移动站和上位机，通过以太网将基准站和移动站输出的经纬度信息传输给上位机；所述的上位机用于经纬度数据采集和动画显示。本发明能在各种恶劣天气下实现准确的检测，效率高，可以提高料场作业效率75%，节约人力成本、减少作业安全事故、改善工作人员的劳动环境。

Description

区域范围内大型移动设备防碰撞装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别是一种区域范围内大型移动设备防碰撞检测装置。

背景技术

目前，在我国各大型矿石、煤炭等散货码头料场，主要采取堆料机和斗轮式去料机进行作业。随着原料需求的不断增加，开始出现越来越多的大型堆场，同时融入了更多的堆取料设备和工作人员来进行生产，再加上有时需要多台堆料机和取料机同时作业，传统的人工验垛方式就会变得效率低下，而且在现场难免会出现相邻大机碰撞的问题。企业目前采用的是利用对讲机人工验垛，利用安装在大机行走轮上的编码器来获取行走位置进行防碰撞检测。然而这种方式人工劳动强度大，工作环境差，同时由于大机行走车轮在雨雪天容易打滑，造成编码器数据不准，长时间累积，误差会越来越大。因此，如何有效的降低人工成本，改善工作环境，提高生产效率，减少人为因素带来的损失就成为所有大型散货码头共同面临的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率高、成本低、稳定性好、安全可靠的区域范围内大型移动设备防碰撞检测装置。

本发明的技术方案如下：

一种区域范围内大型移动设备防碰撞检测装置包括基准站、多个(n≥2)移动站、交换机和上位机；所述的基准站和移动站均是由嵌入式微处理器STM32和支持DGPS的GPS模块共同组成，所述的基准站是安装固定在已知经纬度坐标处的一个GPS节点，为所述的移动站提供差分信息；所述的移动站是安装在堆料机或取料机大臂头部和尾部的GPS节点，且随大机一起运动；所述的交换机用于连接所述的基准站、移动站和上位机，通过以太网将基准站和移动站输出的经纬度信息传输给上位机；所述的上位机用于经纬度数据采集和动画显示，经纬度数据采集包括完成基准站和各个移动站的经纬度位置信息采集，并解析出相邻堆取料机的行走位置、回转角度和相距距离，动画显示包括大机在煤场的实时运行动画显示、实时数据查询显示、历史数据查询显示、自动验垛显示和碰撞报警显示。

本发明主要是一种基于伪距差分实时定位的DGPS测量技术，通过基准站和安装在堆料机、取料机头部和回转中心的GPS移动站来采集当前位置点的经纬度信息。基准站和移动站均采用以太网广播通信方式，基准站主要产生一个误差信号，然后通过以太网发送给各个移动站，移动站接收到这个信号后，与自身采集的数据进行修正，得出更精确的经纬度信息，然后再发送给上位机。上位机采集到各个移动站的经纬度数据后，再结合已知大机行走轨道两端的经纬度信息，利用两点经纬度数据求距离公式，来获取大机的行走位置与头部坐标，然后再利用行走位置与SQL2008数据库中场存表的煤种垛号的起始坐标进行比较，可得出当前大机所在的垛位，进而得出大机头部所对应的煤种信息，当满足设定的条件1时（比如设定两大机横向距离在10米，纵向距离在5米时报警），上位机实时动画防碰撞指示灯表现为红色闪烁状态，并驱动扬声器报警；当满足设定的条件2时（比如设定两大机横向距离在5米，纵向距离在2米时报警），上位机直接控制大机停机，避免相邻大机发生碰撞。此外可实现自动验垛堆垛，并将验垛信息写入到远程数据库中，便于查询。

由于采用上述技术方案，本发明提供的一种区域范围内大型移动设备防碰撞检测装置，与现有技术相比具有的有益效果是：本发明能在各种恶劣天气下实现准确的检测，效率高，可以提高料场作业效率75%，节约人力成本、减少作业安全事故、改善工作人员的劳动环境。

附图说明

图1为本发明的区域范围内大型移动设备防碰撞装置的示意简图。

附图标号：

1——安装在固定位置处的基准站

2——安装在堆取料大机头部的移动站

3——安装在堆取料大机回转中心的移动站

4——料场煤堆

5——大机行走轨道

6——交换机

7——上位机。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

一种区域范围内大型移动设备防碰撞检测装置，如图1所示，包括基准站1、第一移动站2、第二移动站3、交换机6和上位机7；基准站1安装固定在一个已知的坐标点上处（例如架设在控制室楼顶）一个，第一移动站2安装固定在取料机头部，第二移动站3安装固定在回转中心的移动站3；基准站1、第一移动站和第二移动站均是由嵌入式微处理器STM32和支持DGPS的GPS模块共同组成，所述的交换机6用于连接所述的基准站1、第一移动站2、第二移动站3和上位机7，通过以太网将基准站1第一移动站2和第二移动站3输出的经纬度信息传输给上位机7；所述的上位机用于经纬度数据采集和动画显示，经纬度数据采集包括完成基准站和各个移动站的经纬度位置信息采集，并解析出相邻堆取料机的行走位置、回转角度和相距距离，动画显示包括大机在煤场的实时运行动画显示、实时数据查询显示、历史数据查询显示、自动验垛显示和碰撞报警显示。

所述的基准站1通过实时测量当前的经纬度信息并不断与配置在其内部的固定经纬度信息进行运算，得出差分数据信息（RTCM格式），然后再通过以太网将此差分数据实时广播发送给安装在各个堆料机、取料机头部的第一移动站2和回转中心的第二移动站3。两个移动站接收到误差参数后，在内部进行修正，从而求出精确的定位坐标信息，然后再通过交换机6的以太网传输给控制室中的上位机7。上位机7服务器采用一台工控机，如研华工控机SYS-4U4000-4A03，系统采用Windows Server2003，上位机7是基于Visual C++6.0环境下的MFC开发大机位置采集程序，利用两点经纬度求距离算法，得出大机在行走轨道5上的行走位置，大机头部的横坐标、纵坐标、以及大臂的回转角度。之后结合碰撞的设定距离条件，实现相邻大机的防碰撞检测预警，若两大机距离比较接近时，如设定两堆取料机横向距离在10米，纵向距离在5米时报警，报警指示灯不断闪烁，并发出报警声，给予提示，以保证现场安全，避免事故发生。此外，结合数据库SQL2008，利用场存表中垛位号的起始坐标与头部位置比较，得出当前大机头部所在的料场煤堆4垛位号以及所对应的煤种信息，当满足头部所在位置满足验垛条件时，即可实现自动堆垛验垛功能，同时将验垛信息写入到数据库中，便于查询。为了方便远程链接查看，还开发了具有网页浏览的功能，可以查询各个大机实时和历史数据，以及大机的作业时的实时动画。

Claims (1)

1.一种堆取料机堆垛与防碰撞装置，其特征在于：该装置包括基准站、多个(n≥2)移动站、交换机和上位机；所述的基准站和移动站均是由嵌入式微处理器STM32和支持DGPS的GPS模块共同组成，所述的基准站安装固定在已知经纬度坐标处的一个GPS节点，为所述的移动站提供差分信息；所述的移动站安装固定在在堆料机或取料机大臂头部和尾部的GPS节点，且随大机一起运动；所述的交换机用于连接所述的基准站、移动站和上位机，通过以太网将基准站和移动站输出的经纬度信息传输给上位机；所述的上位机用于经纬度数据采集和动画显示，经纬度数据采集包括完成基准站和各个移动站的经纬度位置信息采集，并解析出相邻堆取料机的行走位置、回转角度和相距距离，动画显示包括大机在煤场的实时运行动画显示、实时数据查询显示、历史数据查询显示、自动验垛显示和碰撞报警显示。